嵌入式Linux系统中根文件系统构建方式
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了嵌入式Linux系统中根文件系统构建方式相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
1. 根文件系统布局
目录
嵌入式 Linux 根文件系统布局，建议还是按照FHS标准来安排，事实上大多数嵌入式Linux都是这样做的。但是，嵌入式系统可能并不需要桌面/服务器那样庞大系统的全部目录，可以酌情对系统进行精简，以简化Linux的使用。如嵌入式Linux文件系统中通常不会放置内核源码，因而存的 常不会放置内核源码，因而存的 常不会放置内核源码，因而存放源码的/usr/src目录是不必要的， 甚至连头文件也不需要，即/usr/include目录也不必要；但是/bin、/dev 、/etc、/lib 、/proc 、/sbin、/usr几个目录是不可或缺的。
所以，允许嵌入式 Linux 对系统目录结构进行精简，以适应具体用场合的需求，一个典型的嵌入式Linux根文件系统目录如下所示：
要构建一个可用的Linux根文件系统，需要的二进制和库都不少，完全从零开始也是不现实的，推荐参考其它现有可用的文件系统，在原基础上按需修改；或者使用文件系统制作工具如 BusyBox 来实现文件系统的生成。
2. 使用BusyBox生成二进制工具
2.1. 获取BusyBox源码
Busybox的官方源码下载路径为：https://busybox.net/downloads/。这里以下载busybox-1.29.3.tar.bz2为例。
2.2. 配置BusyBox
解压源码，进入根目录
$ tar jxvf busybox-1.29.3.tar.bz2
$ cd busybox-1.29.3/
首先，执行:
$ make menuconfig
进入图形化配置界面:
2.2.1.选择编译静态库
进入Settings --->使用空格键选择编译静态库
--- Build Options
[*] Build static binary (no shared libs)
如图：
2.2.2.选择交叉编译工具链
在Settings ---> 设置项下，填写交叉编译工具链前缀
2-2-3. 选择安装目录
在Settings --->设置项下，找到
--- Installation Options ("make install" behavior)
What kind of applet links to install (as soft-links) --->
(./_install) Destination path for 'make install' (NEW)
默认为当前目录下目录，这里我使用默认_install目录：
2-2-4. 编译安装
退出保存后，执行编译make，大概几分钟后编译完成，执行make install，很快就会安装完成：
入_install目录，查看生成的文件
新建一个目录用来存放制作的根文件系统，可以命名为rootfs。将利用BusyBox生成的二进制文件及目录，即_install目录下的所有文件及目录复制到rootfs目录下。
3. 构建根文件系统
使用BusyBox编译后，仅有 bin、sbin、usr这 3个目录和软链接linuxrc，目录里都是二进制命令工具，这还不足以构成 一个可用的根文件系统，必须进行其它完善工作，才能构建一个可用的根文件系统。
3-1. 完善目录结构
根据典型嵌入式Linux根文件系统目录，在rootfs目录中创建其他目录
$ mkdir dev etc lib proc sys tmp var
3-2. 添加C运行库文件
库文件可直接从交叉工具链获取，一般在工具链的libc/lib/目录下。我这里是在ubuntu下安装的Linaro的交叉工具链：
库文件是在/usr/arm-linux-gnueabihf/lib/目录下，拷贝动态链接库文件(.so文件)到新制作的根文件系统根目录下/lib目录里：
$ cp -a /usr/arm-linux-gnueabihf/lib/*so* ./lib/
这里只是拷贝动态链接库。一般开发程序使用动态编译需要板子上动态库的支持才能运行，所以拷贝动态库。而静态库一般在静态编译的时候用到，由于交叉编译的工作放在了PC上所以板子上不需要静态库，所以没有必要拷贝，这样还可以减小根文件系统的体积。
一般使用gcc编译后的可执行文件、目标文件和动态库都带有调试信息和符号信息，这些在调试的时候用到，但是却增大了文件的大小。通常在PC上调试，或者调试时使用这些带有调试信息和符号信息的库文件，程序发布后使用去掉这些信息的库文件，可以大大缩小根文件系统的体积。这里我们去掉这些信息，方法是使用strip工具：
$ arm-linux-gnueabihf-strip ./*
3-3. 添加初始化配置脚本
初始化配置脚本放在在/etc目录下，用于系统启动所需的初始化配置脚本。BusyBox提供了一些初始化范例脚本，在examples/bootfloppy/etc/目录下。将这些配置文件复制到 ”目录下。将这些配置文件复制到 ”目录下。将这些配置文件复制到新制作的根文件系统etc目录下
cp -a ../busybox/busybox-1.29.3/examples/bootfloppy/etc/* etc/
添加后如图所示：
3-3-1. 修改/etc/inittab文件
/etc/inittab文件是init进程解析的配置文件，通过这个配置文件决定执行哪个进程，何时执行。将文件修改为:
# 系统启动时
::sysinit:/etc/init.d/rcS
# 系统启动按下Enter键时
::askfirst:-/bin/sh
# 按下Ctrl+Alt+Del键时
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
# 系统关机时
::shutdown:/sbin/swapoff -a
::shutdown:/bin/umount -a -r
# 系统重启时
::restart:/sbin/init
以上内容定义了系统启动时，关机时，重启时，按下Ctrl+Alt+Del键时执行的进程。
3-3-2. 修改/etc/init.d/rcS文件
#! /bin/sh
# 挂载 /etc/fstab 中定义的所有文件系统
/bin/mount -a
# 挂载虚拟的devpts文件系统用于用于伪终端设备
/bin/mkdir -p /dev/pts
/bin/mount -t devpts devpts /dev/pts
# 使用mdev动态管理u盘和鼠标等热插拔设备
/bin/echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
# 扫描并创建节点
/sbin/mdev -s
3-3-3. 修改/etc/fstab文件
/etc/fstab文件存放的是文件系统信息。在系统启动后执行/etc/init.d/rcS文件里/bin/mount -a命令时，自动挂载这些文件系统。内容如下:
# <file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass>
proc /proc proc defaults 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
tmpfs /dev tmpfs defaults 0 0
注：这里我们挂载的文件系统有三个proc、sysfs和tmpfs，在内核中proc和sysfs默认都支持，而tmpfs是没有支持的，我们需要添加tmpfs的支持。
3-3-4. 修改/etc/profile文件
/etc/profile文件作用是设置环境变量，每个用户登录时都会运行它。将文件内容修改为：
# 主机名
export HOSTNAME=zyz
# 用户名
export USER=root
# 用户目录
export HOME=/root
# 终端默认提示符
export PS1="[$USER@$HOSTNAME:\\$PWD]\\# "
# 环境变量
export PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin
# 动态库路径
export LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH
因为指定了root用户的家目录为/root，所以需要创建该目录，否则执行cd ~时会失败
$ mkdir root
登录系统后效果为:
...
Please press Enter to activate this console.
[root@zyz:/]#
[root@zyz:/]# cd ~
[root@zyz:/root]#
[root@zyz:/root]# echo $PATH
/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin
至此，根文件系统就基本构建好了。
4. 制作根文件系统镜像
4-1. 根文件系统类型
如果文件系统已经布局完成， 则可以发到目标中了。通常会制作一个镜像然后通过某种方式固化到目标系统中，具体采用什么样的形发布需要根据资源状况、内核情况和系统需求等方面进行裁决：
(1)硬件方面，至少需要考虑主存储介质的类型和大小如Flash是NOR Flash还是NAND Flash，RAM的大小等。
(2)内核方面， 则需考虑所裁剪后的支持哪些文件系统采用中最合适， 能满足性、速度等要求。
(3)系统需求方面，要考虑运行速度、是否可写压缩等因素。常见的可用于根文件系统类型有ramdisk 、cramfs、jffs2 、yaffs/yaffs2和ubifs等，各类型的特性如表所列。
尽管文件系统固件以某一种文件系统的镜像发布，但是整个文件系统实际上还是并存多种逻辑文件系统的。例如，一个系统根文件系统以ubifs挂载，但是/dev目录却是以tmpfs挂载的、/sys目录挂载的是sysfs文件系统。现在，似乎ubifs是一种趋势。
4-2. 制作UBIFS根文件系统镜像
Linux下制作UBIFS的命令有两个，mkfs.ubifs和ubinize。mkfs.ubifs，将一个目录制作为UBIFS文件系统。使用范例：
$ mkfs.ubifs -m 2048 -e 128KiB -c 4096 -r ./rootfs -o rootfs.ubifs
其中:
-r, -d, --root=DIR build file system from directory DIR（目录）
-m, --min-io-size=SIZE minimum I/O unit size（最小输入输出单元大小）
-e, --leb-size=SIZE logical erase block size（逻辑擦除块大小）
-c, --max-leb-cnt=COUNT maximum logical erase block count（最大逻辑擦除块数目）
-o, --output=FILE output to FILE（输出文件）
所以制作ubifs镜像文件，需要知道3个关键参数，即最小输入输出单元大小，逻辑擦除块大小，最大逻辑擦除块数目，其中最大逻辑擦除块数目可由Flash分区大小和逻辑擦除块大小计算出来，这些信息可以通过u-boot命令查看:
=> mtdparts default
=> ubi part rootfs
ubinize，将mkfs.ubifs制作的UBIFS文件系统制作成含有卷标的可以直接烧写在Flash上的镜像。使用范例：
$ ubinize -m 2048 -p 128KiB ubinize.cfg -o rootfs_ubifs.img
其中:
-o, --output=<file name> output file name（输出文件）
-p, --peb-size=<bytes> size of the physical eraseblock of the flash（物理擦除块大小）
this UBI image is created for in bytes,
kilobytes (KiB), or megabytes (MiB)
(mandatory parameter)
-m, --min-io-size=<bytes> minimum input/output unit size of the flash
in bytes
这里需要两个参数物理擦除块大小和最小输入输出单元大小。ubinize.cfg是配置文件，内容如下:
[ubifs]
mode=ubi
image=rootfs.ubifs
vol_id=0
vol_size=1024MiB
vol_type=dynamic
vol_name=rootfs
vol_flags=autoresize
说明：
[ubifs]
mode=ubi
image=rootfs.ubifs # mkfs.ubi生成的源镜像
vol_id=0 # 卷号
vol_size=1024MiB # 卷大小，一般要设置的比分区大，防止有坏块
vol_type=dynamic # 卷类型，动态卷
vol_name=rootfs # 卷名，rootfs
vol_flags=autoresize # 自动大小
Yocto2构建嵌入式Linux系统
文章目录
1.定制化嵌入式linux系统
在实际项目中，一款嵌入式产品往往具有不同的硬件平台和软件需求，因此需要对嵌入式Linux系统进行定制，以满足不同的产品需求。之前的章节中基于Freescale官方提供的例程，构建了运行于imx6ull14x14evk硬件平台上的fsl-imx-fb发行版本，以此熟悉了Yocto的基本原理和工作流程。后续我们将基于Freescale官方的imx6ull14x14evk硬件平台的fsl-imx-fb发行版本，定制化自己的嵌入式Linux系统。一个完整的嵌入式Linux发行版包括U-Boot、Linux Kernel、Device Tree、rootfs。因此，定制化嵌入式Linux系统，将分为三个部分：U-Boot移植、Linux Kernel移植、构建rootfs。（Linux Kernel编译过程中，将同时生成Device Tree）。
Yocto是通过Metadata（Layers）的方式，确定构建嵌入式Linux系统的所需要的信息。Yocto和Freescale官方提供了很多的Metadata，在定制嵌入式Linux系统时，一般不会直接更改Yocto或Freescale官方提供的Metadata，而是通过创建新的Metadata，以.bb或.bbappend的方式定制自己的嵌入式Linux系统。采用Metadata的最大好处是使得软件功能模块化，把某一功能使用到的软件包或源码放在同一个Layer中，将使得当需要改变某一功能时，只需要改动相应的Metadata，而不会影响到其他功能。
1.1 创建Metadata
在sources目录下，创建一个文件夹，例如：meta-bird-imx6ull，用于存放自定义的Metadata，所有对于定制化嵌入式Linux系统所需的配置文件、源文件等都将存放在该目录下。在基于Freescale官方提供的fsl-arm-yocto-bsp Yocto项目构建嵌入式Linux系统发行版时，第一步是使用Freescale提供的imx-setup-release.sh初始化构建环境。在使用imx-setup-release.sh脚本时，采用的是如下命令：DISTRO=fsl-imx-fb MACHINE=imx6ull14x14evk source imx-setup-release.sh -b build。
其中参数fsl-imx-fb对应Linux发行版，imx6ull14x14evk对应Linux硬件平台。他们分别对应位于/sources/meta-imx路径下的meta-sdk/conf/distro下fsl-imx-fb.conf以及meta-bsp/conf/machine/imx6ull14x14evk.conf。因此需要在这两个文件的基础上，通过修改一定的设置，用于构建定制化的嵌入式Linux系统。在meta-bird-imx6ull文件夹中，需要按照Yocto定义的框架，创建一些文件，用于配置嵌入式Linux发行版的构建过程。教程中将以MACHINE=imx6ull-bird-dk，DISTRO=bird-imx-fb为例，构建系统。
在/sources/meta-bird-imx6ull路径下，创建一个conf文件夹，用于存放配置文件。在conf文件夹下，依次创建distro和machine文件夹。如下图所示：
1.1.1 修改layer.conf文件
在Yocto构建嵌入式Linux系统过程中，通过Layer（meta-xxx文件夹）的方式定义了构建系统所使用的配置文件、源文件等，创建好文件夹（meta-bird-imx6ull）后，通过修改layer.conf文件，将新增加的meta-bird-imx6ull加入到Yocto构建系统过程中。具体来说，将/sources/meta-imx/meta-bsp/conf路径下的layer.conf文件拷贝至/sources/meta-bird-imx6ull/conf路径下，并按照下图所示修改：
修改了BBFILE_xxx变量，用于告诉BitBake构建系统时，采用meta-bird-imx6ull文件夹下的.bb文件。其中，BBFILE_COLLECTIONS += "bird-imx6ull"中的"bird-imx6ull"必须和meta-bird-imx6ull文件夹的后缀bird-imx6ull一致。
对于新创建的Layer(meta-bird-imx6ull文件夹)，是通过meta-bird-imx6ull/conf路径下的layer.conf配置文件配置的，在layer.conf文件中，主要定义了一些变量的值，如下：
BBPATH：将当前Layer的路径增加到变量BBPATH中。
BBFILES：在当前Layer（meta-bird-imx6ull）中，有许多的recipes，在recipes中又有各种的.bb或.bbappend文件，这些.bb或.bbappend文件用于定义了参与构建系统过程的软件的基本信息（来源、配置等）。
BBFILE_COLLECTTIONS：该变量用于定义新增加的layer。
BBFILE_PATTERN：该变量用于定义bbFILES所定义的值的匹配路径。
BBFILE_PRIORITY：该变量用于定义Layer的优先级。当有多个相同的recipe存在于多个Layers中时，将用优先级高的那一个。
此外，在layer.coonf文件中还定义了一些其他的变量，用于控制系统的构建过程，在该文件中有许多与mx6不相关的其他型号的配置变量，可以将其移除，同时需要注意的是，目前在我们构建的系统中，去掉了optee相关的功能，因此，需要将layer.conf中与optee相关的部分去掉，去掉后的layer.conf文件如下所示：
# We have a conf and classes directory, add to BBPATH
BBPATH .= ":$LAYERDIR"
# We have a packages directory, add to BBFILES
BBFILES += "$LAYERDIR/recipes-*/*/*.bb \\
$LAYERDIR/recipes-*/*/*.bbappend"
BBFILE_COLLECTIONS += "bird-imx6ull"
BBFILE_PATTERN_bird-imx6ull := "^$LAYERDIR/"
BBFILE_PRIORITY_bird-imx6ull = "9"
LAYERSERIES_COMPAT_bird-imx6ull = "warrior zeus"
HOSTTOOLS_NONFATAL_append = " bc rsync xxd"
# optee is no longer a valid distro feature. Use machine feature to remove, like this:
MACHINE_FEATURES_remove = "optee"
MACHINE_FEATURES_remove = "optee-client"
MACHINE_FEATURES_remove = "optee-os"
MACHINE_FEATURES_remove = "optee-test"
# DEPRECATED: The ability to remove optee from the build is deprecated and
# will be removed in some future release.
DISTRO_FEATURES_FILTER_NATIVESDK += "wayland"
MACHINE_USES_VIVANTE_KERNEL_DRIVER_MODULE ?= "0"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_imxgpu = " opencv"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_remove = " imx-parser alsa-lib gstreamer1.0"
# Use latest SDMA firmware from firmware-imx instead of upstream linux-firmware
MACHINE_FIRMWARE_remove_mx6 = "linux-firmware-imx-sdma-imx6q"
MACHINE_FIRMWARE_append_mx6 = " firmware-imx-sdma firmware-imx-regulatory"
MACHINE_FIRMWARE_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'bcm4339', 'linux-firmware-bcm4339', '', d)"
MACHINE_FIRMWARE_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'bcm43430', 'linux-firmware-bcm43430', '', d)"
MACHINE_FIRMWARE_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'bcm43455', 'linux-firmware-bcm43455', '', d)"
MACHINE_FIRMWARE_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'bcm4356', 'linux-firmware-bcm4356-pcie', '', d)"
MACHINE_FIRMWARE_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'bcm4359', 'linux-firmware-bcm4359-pcie', '', d)"
MACHINE_FIRMWARE_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'nxp8987', 'linux-firmware-nxp8987', '', d)"
# Extra Marvell Wi-Fi & BTE driver and firmware
MACHINE_EXTRA_RRECOMMENDS_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'mrvl8997', 'packagegroup-imx-mrvl8997', '', d)"
# Extra NXP Wlan SDK
MACHINE_EXTRA_RRECOMMENDS_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'nxp8987', 'nxp-wlan-sdk', '', d)"
MACHINE_GSTREAMER_1_0_PLUGIN_mx6ul ?= "imx-gst1.0-plugin"
PREFERRED_VERSION_weston_mx6 ?= "8.0.0.imx"
PREFERRED_VERSION_wayland-protocols_mx6 = "1.18.imx"
PREFERRED_VERSION_libdrm_mx6 ?= "2.4.99.imx"
PREFERRED_VERSION_isp-imx ?= "4.2.2.2"
PREFERRED_VERSION_basler-camera ?= "4.2.2.2"
SOC_DEFAULT_IMAGE_FSTYPES_remove = "wic.gz"
SOC_DEFAULT_IMAGE_FSTYPES_append = " wic.bz2 tar.bz2"
# Remove from upstream
SDCARD_ROOTFS = "NO_LONGER_USED"
IMAGE_BOOT_FILES_append = " \\
$@bb.utils.contains('COMBINED_FEATURES', 'xen', 'xen', '', d) \\
"
IMAGE_INSTALL_append = " \\
$@bb.utils.contains('COMBINED_FEATURES', 'jailhouse', 'jailhouse', '', d) \\
$@bb.utils.contains('COMBINED_FEATURES', 'xen', 'imx-xen-base imx-xen-hypervisor', '', d) \\
"
MACHINE_FEATURES_append_imx = " nxp8987"
1.1.2 创建machine文件
我们是在Freescale官方imx6ull14x14evk硬件平台基础上修改，因此将/sources/meta-imx/meta-bsp/conf/machine路径下的imx6ull14x14evk.conf文件拷贝至/sources/meta-bird-imx6ull/machine路径下，并将其重命名为imx6ull-bird-dk.conf，作为我们构建系统所使用的硬件平台的配置文件。在imx6ull-bird-dk.conf文件中主要由以下几部分构成：
include文件：在imx6ull-bird-dk.conf文件中，通过include关键字引用了imx-base.inc和tune-cortexa7.inc文件，如下图所示：
其中imx-base.inc文件位于/sources/meta-freescale/conf/machine/include路径下，主要定义了一些imx系列CPU的默认配置参数，如U-BOOT的入口地址、默认的Linux内核文件定义等。imx6ull属于cortexA7系列的内核，因此引用了tune-cortexa7.inc文件，该文件位于/sources/poky/meta/conf/machine/include路径下，主要定义了一些与cortexA7架构内核相关的定义，对于tune-cortexa7.inc， 我们不需要进行修改。对于imx-base.inc文件，定义了系统构建过程中使用的一些配置信息，我们需要根据实际使用情况进行相应的修改。复制/sources/meta-freescale/conf/machine/include路径下的imx-base.inc文件，拷贝至/sources/meta-bird-imx6ull/conf/machine/include路径下，将其重命名为imx-bird-base.inc。
将imx6ull-bird-dk.conf文件中的include conf/machine/include/imx-base.inc修改为include conf/machine/include/imx-bird-base.inc。同样的在imx-bird-base.inc文件中定义了需要其他芯片imx7等构建过程相关的配置信息，可以将其移除，并且删除imx-bird-base.inc文件中与optee相关的配置信息，修改后的imx-bird-base.inc文件如下所示：
# Provides the i.MX common settings
include conf/machine/include/fsl-default-settings.inc
include conf/machine/include/fsl-default-versions.inc
require conf/machine/include/utilities.inc
# Set specific make target and binary suffix
IMX_DEFAULT_BOOTLOADER = "u-boot-fslc"
IMX_DEFAULT_BOOTLOADER_mx8 = "u-boot-imx"
PREFERRED_PROVIDER_u-boot ??= "$IMX_DEFAULT_BOOTLOADER"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/bootloader ??= "$IMX_DEFAULT_BOOTLOADER"
PREFERRED_PROVIDER_u-boot-mxsboot-native ??= "u-boot-fslc-mxsboot-native"
UBOOT_BINARY ?= "u-boot.$UBOOT_SUFFIX"
UBOOT_MAKE_TARGET ?= "u-boot.$UBOOT_SUFFIX"
UBOOT_SUFFIX ?= "imx"
UBOOT_ENTRYPOINT_mx6ul = "0x10008000"
UBOOT_ENTRYPOINT_mx6ull = "0x10008000"
UBOOT_ENTRYPOINT_vf = "0x80008000"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/xserver = "xserver-xorg"
XSERVER_DRIVER = "xf86-video-fbdev"
XSERVER_DRIVER_imxgpu2d = "xf86-video-imx-vivante"
XSERVER_DRIVER_vf = "xf86-video-modesetting"
XSERVER_DRIVER_append_mx8 = " xf86-video-modesetting"
XSERVER_DRIVER_use-mainline-bsp = "xf86-video-armada"
XSERVER = "xserver-xorg \\
xf86-input-evdev \\
$XSERVER_DRIVER"
# Ship kernel modules
MACHINE_EXTRA_RRECOMMENDS = "kernel-modules"
# Tunes for hard/soft float-point selection. Note that we allow building for
# thumb support giving distros the chance to enable thumb by setting
# ARM_INSTRUCTION_SET = "thumb"
#
# handled by software
# DEFAULTTUNE_mx6 ?= "cortexa9t-neon"
# handled by hardware
DEFAULTTUNE_mx6ul ?= "cortexa7thf-neon"
DEFAULTTUNE_mx6ull ?= "cortexa7thf-neon"
INHERIT += "machine-overrides-extender"
MACHINEOVERRIDES_EXTENDER_mx6ul = "imxfbdev:imxpxp"
MACHINEOVERRIDES_EXTENDER_mx6ull = "imxfbdev:imxpxp:imxepdc"
MACHINEOVERRIDES_EXTENDER_FILTER_OUT_use-mainline-bsp = " \\
mx6ul \\
mx6ull \\
"
# Sub-architecture support
MACHINE_SOCARCH_SUFFIX ?= ""
MACHINE_SOCARCH_SUFFIX_mx6ul = "-mx6ul"
MACHINE_SOCARCH_SUFFIX_mx6ull = "-mx6ul"
MACHINE_SOCARCH_SUFFIX_use-mainline-bsp = "-imx"
MACHINE_ARCH_FILTER = "virtual/kernel"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_imx = " \\
alsa-lib \\
gstreamer1.0 \\
weston \\
"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_imxvpu = " \\
imx-codec \\
imx-parser \\
imx-vpuwrap \\
libimxvpuapi \\
virtual/imxvpu \\
"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_imxgpu = " \\
virtual/egl \\
virtual/mesa \\
virtual/libopenvg \\
libdrm \\
cairo \\
libgal-imx \\
pango \\
"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_imxgpu2d = " \\
virtual/libg2d \\
"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_imxgpu3d = " \\
virtual/libgl \\
virtual/libgles1 \\
virtual/libgles2 \\
"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_use-mainline-bsp = " \\
virtual/egl \\
virtual/libopenvg \\
virtual/libg2d \\
virtual/libgl \\
virtual/libgles1 \\
virtual/libgles2 \\
virtual/mesa \\
cairo \\
pango \\
qtbase \\
"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_mx6q = " \\
virtual/opencl-icd \\
opencl-headers \\
"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_mx8 = " \\
virtual/opencl-icd \\
opencl-headers \\
"
MACHINE_SOCARCH_FILTER_append_mx8qm = " \\
virtual/libopenvx \\
"
INHERIT += "fsl-dynamic-packagearch"
SIGGEN_EXCLUDE_SAFE_RECIPE_DEPS_append = " \\
imx-gpu-viv->kernel-module-imx-gpu-viv \\
libimxvpuapi->virtual/imxvpu \\
imx-vpuwrap->virtual/imxvpu \\
imx-codec->virtual/imxvpu \\
imx-test->virtual/imxvpu \\
"
# Firmware
MACHINE_FIRMWARE ?= ""
MACHINE_FIRMWARE_append_mx6ull = " firmware-imx-epdc"
MACHINE_FIRMWARE_append_use-mainline-bsp = " linux-firmware-imx-sdma-imx6q linux-firmware-imx-sdma-imx7d firmware-imx-vpu-imx6q firmware-imx-vpu-imx6d"
# FIXME: Needs addition of firmware-imx of official BSPs
#MACHINE_FIRMWARE_append_mx27 = " firmware-imx-vpu-imx27"
MACHINE_EXTRA_RRECOMMENDS += "$MACHINE_FIRMWARE"
# Extra audio support
MACHINE_EXTRA_RRECOMMENDS_append_mx6 = " $@bb.utils.contains('DISTRO_FEATURES', 'alsa', 'imx-alsa-plugins', '', d)"
# Extra QCA Wi-Fi & BTE driver and firmware
MACHINE_EXTRA_RRECOMMENDS_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'qca6174', 'packagegroup-fsl-qca6174', '', d)"
MACHINE_EXTRA_RRECOMMENDS_append = " $@bb.utils.contains('MACHINE_FEATURES', 'qca9377', 'packagegroup-fsl-qca9377', '', d)"
# Extra udev rules
MACHINE_EXTRA_RRECOMMENDS += "udev-rules-imx"
# GStreamer 1.0 plugins
MACHINE_GSTREAMER_1_0_PLUGIN ?= ""
MACHINE_GSTREAMER_1_0_PLUGIN_mx6ul ?= "gstreamer1.0-plugins-imx-meta"
MACHINE_GSTREAMER_1_0_PLUGIN_mx6ull ?= "gstreamer1.0-plugins-imx-meta"
# Determines if the SoC has support for Vivante kernel driver
SOC_HAS_VIVANTE_KERNEL_DRIVER_SUPPORT = "0"
SOC_HAS_VIVANTE_KERNEL_DRIVER_SUPPORT_imxgpu = "1"
# Handle Vivante kernel driver setting:
# 0 - machine does not have Vivante GPU driver support
# 1 - machine has Vivante GPU driver support
MACHINE_HAS_VIVANTE_KERNEL_DRIVER_SUPPORT ?= "$SOC_HAS_VIVANTE_KERNEL_DRIVER_SUPPORT"
# Graphics libraries
PREFERRED_PROVIDER_virtual/egl ?= "mesa"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/libgl ?= "mesa"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/libgles1 ?= "mesa"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/libgles2 ?= "mesa"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/egl_imxgpu ?= "imx-gpu-viv"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/libgl_imxgpu3d ?= "imx-gpu-viv"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/libgles1_imxgpu3d ?= "imx-gpu-viv"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/libgles2_imxgpu3d ?= "imx-gpu-viv"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/libg2d ?= "imx-gpu-g2d"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/libg2d_imxdpu ?= "imx-dpu-g2d"
PREFERRED_VERSION_weston_mx6 ?= "5.0.0.imx"
PREFERRED_VERSION_wayland-protocols_mx6 ?= "1.17.imx"
# Use i.MX libdrm Version
PREFERRED_VERSION_libdrm_mx6 ?= "2.4.91.imx"
# Handle default kernel
IMX_DEFAULT_KERNEL = "linux-imx"
IMX_DEFAULT_KERNEL_mx6ul = "linux-fslc-imx"
IMX_DEFAULT_KERNEL_mx6ull = "linux-fslc-imx"
IMX_DEFAULT_KERNEL_use-mainline-bsp = "linux-fslc"
PREFERRED_PROVIDER_virtual/kernel ??= "$IMX_DEFAULT_KERNEL"
SOC_DEFAULT_IMAGE_FSTYPES = "wic.bmap wic.gz"
SOC_DEFAULT_IMAGE_FSTYPES_mxs = "uboot-mxsboot-sdcard wic.gz"
# Do not update fstab file when using wic images
WIC_CREATE_EXTRA_ARGS ?= "--no-fstab-update"
IMAGE_FSTYPES ?= "$SOC_DEFAULT_IMAGE_FSTYPES"
IMAGE_BOOT_FILES ?= " \\
$KERNEL_IMAGETYPE \\
$@make_dtb_boot_files(d) \\
"
WKS_FILE_DEPENDS ?= " \\
virtual/bootloader \\
\\
e2fsprogs-native \\
bmap-tools-native \\
"
WKS_FILE_DEPENDS_append_mx8 = " imx-boot "
SOC_DEFAULT_WKS_FILE ?= "imx-uboot-bootpart.wks.in"
WKS_FILE ?= "$SOC_DEFAULT_WKS_FILE"
# Certain machines override the default fsl u-boot with the
# fslc u-boot. To restore the fsl u-boot, add use-fsl-bsp like this:
# MACHINEOVERRIDES_prepend_imx6ulevk = "use-fsl-bsp:"
UBOOT_MAKE_TARGET_use-fsl-bsp_mx6 = "u-boot.imx"
UBOOT_SUFFIX_use-fsl-bsp_mx6 = "imx"
SPL_BINARY_use-fsl-bsp_mx6 = ""
WKS_FILE_use-fsl-bsp_mx6 = "imx-uboot-bootpart.wks.in"
SERIAL_CONSOLES = "115200;ttymxc0"
SERIAL_CONSOLES_mxs = "115200;ttyAMA0"
KERNEL_IMAGETYPE = "zImage"
KERNEL_IMAGETYPE_aarch64 = "Image"
MACHINE_FEATURES = "usbgadget usbhost vfat alsa touchscreen"
# Add the ability to specify _imx machines
MACHINEOVERRIDES =. "imx:"
内核设备树定义文件：在imx6ull-bird-dk.conf文件中，通过变量KERNEL_DEVICETREE定义了Linux内核在编译过程中生成的设备树文件。当需要修改Linux内核在编译过程中生成的设备树文件时，除了需要提供相对于的.dtb文件外，还需要修改KERNEL_DEVICETREE变量值。
U-BOOT的配置：在imx6ull-bird-dk.conf文件中，通过配置UBOOT_CONFIG变量，定义了U-Boot在编译过程中所使用的配置文件。
在imx6ull14x14evk.conf配置文件中，官方支持了optee的功能，关于optee功能的配置，需要修改/sources/meta-freescale/recipes-security/optee-imx路径下的optee-os_3.2.0.imx.bb文件，在目前我们的应用中，暂时用不到optee功能，因此先将其屏蔽，不参与嵌入式Linux系统镜像文件的构建过程，屏蔽optee之后的imx6ull-bird-dk.conf文件如下： 关于imx6ull-bird-dk.conf文件内容修改在后面U-Boot移植、Linux Kernel移植过程中会详细描述。
1.1.3 创建distro文件
distro定义了嵌入式Linux发行版的功能等特性。同样的，我们在官方提供的fsl-imx-fb版本上进行修改。将/sources/meta-imx/meta-sdk/conf/distro下的fsl-imx-fb.conf文件拷贝至/sources/meta-bird-imx6ull/conf/distro/路径下，并将其重命名为bird-imx-fb.conf，并按照下图所示修改：
在bird-imx-fb.conf文件中，通过include conf/distro/include/fsl-imx-base.inc以及include conf/distro/include/fsl-imx-preferred-env.inc包含了fsl-imx-base.inc和fsl-imx-preferred-env.inc两个文件，这两个文件比较重要，定义了对应linux发行版的相关配置。
将/sources/meta-imx/meta-sdk/conf/distro/include/路径下的fsl-imx-base.inc和fsl-imx-preferred-env.inc两个文件拷贝至/sources/meta-bird-imx6ull/conf/distro/include/路径下，并分别将其重命名为：bird-imx-base.inc和bird-imx-preferred-env.inc。
同时将bird-imx-fb.conf文件中的include conf/distro/include/fsl-imx-base.inc修改为include conf/distro/include/bird-imx-base.inc；将include conf/distro/include/fsl-imx-preferred-env.inc修改为include conf/distro/include/bird-imx-preferred-env.inc。
1.1.4 创建recipe
machine和distro分别定义了定制化嵌入式Linux系统的硬件和发行版特征，除此之外，构建的系统中所需要的软件包、软件源码等还需要在recipes中添加。该小节以recipes-test为例，创建一个recipe，用以描述recipe的过程。后续在实际使用过程中，将根据需求，创建不同的recipe，以实现增减第三方软件包或自己开发的软件，用来构建最终的嵌入式Linux系统。
在/sources/meta-bird-imx6ull路径下，创建文件夹recipes-test，recipes-test文件夹中将用于存放需要使用到的软件包（实际上是一些.bb、.bbappend等文件）。创建文件夹recipes-test后，在/sources/meta-bird-imx6ull/recipes-test路径下创建文件夹test，并在test文件夹中创建printfhello.bb文件。在printfhello.bb文件中，输入以下信息：
# Copyright (C) 2020-2036 XXXX Semiconductor
DESCRPITION = "Prints Hello World"
LICENSE = "GPLv2+"
LIC_FILES_CHKSUM = "file://Licenses/README;md5=a2c678cfd4a4d97135585cad908541c6"
PN = "printfhello"
PV = "1"
addtask TestFun
python do_TestFun()
bb.plain("********************");
bb.plain("* *");
bb.plain("* Hello, World! *");
bb.plain("* *");
bb.plain("********************");
在printfhello.bb文件中，提供了recipe的描述，包括：名字、版本，并且重写了do_TestFun任务。在构建过程中，当执行了recipes-test中的printfhello.bb文件时，将会通过执行重写的do_TestFun任务，输出一些打印信息。 至此，创建Metadata基本完成，后面章节将对创建的Metadata进行验证。需要特别注意的是，创建的Metadata整体文件架构有严格的要求，须按照下图所示的文件架构进行创建：
1.2 使能新建的Layers
新创建的Metadata需要在imx-setup-release.sh中将其使能，才能参与到最终的嵌入式Linux发行版的构建。在imx-setup-release.sh脚本中，增加meta-bird-imx6ull即可，如下图所示：
1.3 Metadata测试
在前面小节中，我们创建了以MACHINE=imx6ull-bird-dk，DISTRO=bird-imx-fb为例的Metadata。创建Metadata后，需要对新创建的Metadata进行测试，确定新创建的Metadata是否符合要求。
1.3.1 查看machine
在使用imx-setup-release.sh脚本初始化Yocto构建目录时，imx-setup-release.sh脚本通过调用setup-environment脚本，查找当前支持的machine。因此在/fsl-release-yocto路径下，输入 ./setup-environment -h命令，查看setup-environment脚本帮助信息，该信息列出了Yocto路径下支持的MACHINE。可以看到新增加的machine imx6ull-bird-dk，如下图所示：
1.3.2 imx-setup-release.sh脚本
在/fsl-release-yocto下，运行imx-setup-release.sh脚本。该脚本用于初始化Yocto构建目录，命令如下：DISTRO=bird-imx-fb MACHINE=imx6ull-bird-dk source imx-setup-release.sh -b build，运行该脚本后，将会根据bird-imx-fb和imx6ull-birk-dk找到对用的bird-imx-fb.conf和imx6ull-bird-dk.conf。如下图所示：
查看/fsl-release-yocto/build/conf下的bblayers.conf文件，将看到新增加的bbLAYERS，如下图所示：
查看/fsl-release-yocto/build/conf下的local.conf文件，将看到新增加的machine和distro，如下图所示：
1.3.3 运行BitBake构建系统
运行imx-setup-release.sh脚本后，会自动生成一个build文件夹，并自动进入该文件夹。进入build路径下，运行bitbake命令：bitbake imx-image-multimedia，至此由于我们之前新创建的machine（imx6ull-bird-dk.conf）和distro（bird-imx-fb.conf）都是直接拷贝Freescale官方提供的imx6ull14x14evk.conf和fsl-imx-fb.conf文件，所以将构建出和官方一致的嵌入式Linux发行版。后面将分别对imx6ull-bird-dk.conf、bird-imx-fb.conf以及recipe中的.bb等文件进行修改，真正的构建一个完整的定制化的嵌入式Linux系统。同时在/fsl-release-yocto/build/tmp/deploy/images/imx6ull-bird-dk路径下，可以看到生成了相应的image文件：
此外，我们还需要验证新增加的recipe是否正确。在新增加的recipe中，打印出了相关的测试信息，因此，可以通过该测试信息是否正确打印来确定新增加的recipe是否正确。在/fsl-release-yocto/build路径下，使用如下命令：bitbake printfhello -c TestFun。即可调用recipe printfhello中的TestFun函数，输出如下信息：
1.4 BitBake离线构建系统
在使用bitbake imx-image-multimedia命令开始构建系统时，可以看到将会先通过网络连接至bitbake服务器做一些验证准备工作，同时，在Bitbake构建系统过程中，会根据.bb文件中定义的资源路径下载相关的源码，进行系统构建。通常来说，构建嵌入式Linux系统是一个不断修改不断迭代的过程，要是每次构建系统都重新连接bitbake服务器、下载一些相关源码，对于开发效率来说影响很大，特别是网络条件不好时。
因此当通过bitbake imx-image-multimedia命令完成一次系统构建后，构建系统所需要的软件源码等都已经下载至本地的/Yocto/fsl-yocto-release/downloads路径下，也就是说所有参与构建嵌入式系统所需的资源都已经下载至了本地，我们要做的只是在对本地资源进行修改的情况下，可以采用离线构建系统的方式，具体来说通过修改imx-setup-release.sh文件，设置BB_NO_NETWORK变量为1即可，如下所示：
2.U-Boot移植
一个完整的嵌入式Linux发行版包括U-Boot、Linux Kernel、Device Tree（Linux Kernel编译时相应的Device Tree也会编译出来）以及Rootfs。Linux系统的启动，需要一个BootLoader程序。U-Boot就是BootLoader的一种。通常来说，CPU芯片上电以后先运行一段BootLoader程序。这段bootloader程序会先初始化DDR等外设，然后将Linux内核从flash(NAND，NOR FLASH， SD， MMC 等)拷贝到 DDR 中，最后启动Linux内核。 一般来说对于U-Boot的移植，主要会涉及到：DDR初始化，以太网功能。
2.1 U-Boot源码下载
U-Boot是一个遵循GPL协议的开源软件，官方提供了针对不同厂家CPU不同版本的U-Boot。各个CPU厂家从U-Boot官方下载某一特定版本的U-Boot，CPU厂商（如NXP）根据自己的CPU芯片基于该版本维护一个版本的U-Boot。然后基于各厂商CPU的开发板或自己设计的板卡，需要根据CPU厂商维护的U-Boot做相应的修改，以适应自己的板卡。具体关系如下：
在实际项目中，我们通常会参考半导体厂商针对所使用CPU的评估板进行相关的修改（硬件/软件）制作自己产品所使用的硬件平台。因此对于U-Boot，大多数情况下是在基于半导体厂商维护的U-Boot代码，进行相应的调整（适配），使其能够在产品使用的硬件平台上正确的运行。
对于imx6ull，教程中采用的是NXP官方维护的U-Boot版本是imx_v2020.04_5.4.47_2.2.0，所以我们将在imx_v2020.04_5.4.47_2.2.0版本上进行修改。其下载地址为git://source.codeaurora.org/external/imx/uboot-imx.git，分支为imx_v2020.04_5.4.47_2.2.0。
U-Boot的最主要目的是启动Linux内核，但除此之外，还可以集成一些其他基础功能，目前的U-Boot已经支持液晶屏、网络、 USB 等高级功能。 就像PC上的BIOS一样，可以直接进入BIOS进行一些配置操作。因此U-Boot中也会涉及到一些外设驱动，这也就是U-Boot移植过程中需要涉及到的工作。
2.2 增加U-Boot Recipe
在U-Boot移植（硬件适配）过程中，需要修改相应的U-Boot源码，同样我们不会直接在Yocto中提供的recipe中直接修改，而是在我们新创建的metadata中创建新的recipe的方式来对U-Boot软件编译过程进行配置。
U-Boot的配置属于distro中的内容。在/sources/meta-bird-imx6ull/conf/distro路径下的bird-imx-fb.conf中，通过include conf/distro/include/bird-imx-preferred-env.inc的方式，引用了bird-imx-preferred-env.inc文件，在该文件中，通过PREFERRED_PROVIDER_virtual/bootloader_imx = "u-boot-imx"变量定义了U-Boot的provider。
可以看出imx6ull的provider是u-boot-imx，实际上对应的是/sources/meta-imx/meta-bsp/recipes-bsp/u-boot/路径下的u-boot-imx_2020.04.bb文件。因此创建如下路径：/fsl-release-yocto/sources/meta-bird-imx6ull/recipes-bsp/u-boot/，并将/sources/meta-imx/meta-bsp/recipes-bsp/u-boot/路径下的u-boot-imx_2020.04.bb文件及该路径下的其他文件拷贝至/fsl-release-yocto/sources/meta-bird-imx6ull/recipes-bsp/u-boot/路径下，将其重命名为：u-boot-bird_2020.04.bb。
同时将/sources/meta-bird-imx6ull/conf/distro/include/路径下的bird-imx-preferred-env.inc中的PREFERRED_PROVIDER_virtual/bootloader_imx = "u-boot-imx"修改为PREFERRED_PROVIDER_virtual/bootloader_imx = “u-boot-bird”，修改后的bird-imx-preferred-env.inc如下：
修改后用命令bitbake imx-image-multimedia重新编译，可以看到如下编译过程：
如下两个文件是可直接下载到开发板上运行的文件：
2.3 修改U-Boot Recipe
对于U-Boot的移植或者说是硬件平台的适配，更多的是需要修改U-Boot源码（相关驱动代码：如EMMC、SD、网口、LCD等），使其能工作于我们自己设计的硬件平台。理论上来说，不同的硬件平台所对应的相关驱动是不一样的，这也导致了不同的硬件平台所使用的U-Boot也是不一样的。
但是实际过程中，往往在设计硬件平台的时候会参考NXP官方提供的EVK开发板，同时，对于一个CPU，所使用的硬件外设接口相差不大，因此，我们可以在基于官方平台提供的U-Boot版本上做相应的修改即可得到适合自己设计硬件平台的U-Boot。
同样的，在修改U-Boot源码之前，我们需要将从NXP官方下载的U-Boot源码放在本地，并且将OpenEmbedded编译所使用的U-Boot软件包源码指向我们本地存放的U-Boot，这样，就可以实现只更改本地存储的U-Boot代码，而不至于影响到其他项目。将从NXP官网下载的imx_v2020.04_5.4.47_2.2.0版本解压至/Linux/fsl-release-yocto/bird-imx-uboot路径下，如下图所示：
uboot源码已经下载到本地，在构建的路径下进行相应编译。
将U-Boot源码存放在/Linux/fsl-release-yocto/bird-imx-uboot路径之后，同样的，在本地采用Git管理U-Boot源码，同时，修改/fsl-release-yocto/sources/meta-bird-imx6ull/recipes-bsp/u-boot/u-boot-bird_2020.04.bb文件，将其中的SRC_URI指向本地存放U-Boot的路径。
LICENSE = "GPLv2+"
LIC_FILES_CHKSUM = "file://Licenses/gpl-2.0.txt;md5=b234ee4d69f5fce4486a80fdaf4a4263"
SRCBRANCH = "master"
UBOOT_SRC ?= "git:$BSPDIR/bird-imx-uboot;protocol=file"
SRC_URI = "$UBOOT_SRC;branch=$SRCBRANCH"
SRCREV = "$AUTOREV"
#LICENSE = "GPLv2+"
#LIC_FILES_CHKSUM = "file://Licenses/gpl-2.0.txt;md5=b234ee4d69f5fce4486a80fdaf4a4263"
#NXP_REPO_MIRROR ?= "nxp/"
#SRCBRANCH = "$NXP_REPO_MIRRORimx_v2016.03_4.1.15_2.0.0_ga"
#UBOOT_SRC ?= "git://source.codeaurora.org/external/imx/uboot-imx.git;protocol=https"
#SRC_URI = "$UBOOT_SRC;branch=$SRCBRANCH"
#SRCREV = "a57b13b942d59719e3621179e98bd8a0ab235088"
其中，LIC_FILES_CHKSUM的md5值和SRCREV的值需要根据实际情况修改，LIC_FILES_CHKSUM的md5值在编译过程中会自动计算，如果出现LIC_FILES_CHKSUM的md5值不匹配的错误，根据错误信息中提供的新的md5值修改LIC_FILES_CHKSUM的md5值即可。
SRCREV的值指定了所使用代码分支下的版本，可以通过bird-imx-uboot下使用git log查看（commit id），也可以将SRCREV设置为SRCREV="$AUTOREV"使用代码分支下的最新版本。
u-boot-bird_2020.04.bb文件用于配置在bird-imx-fb发行版中u-boot的配置。在u-boot-bird_2020.04.bb文件中，通过require u-boot-common.inc引用了u-boot-common.inc文件，在u-boot-common.inc文件中，定义了u-boot的获取地址等，但是在实际编译过程中，会在u-boot-bird_2020.04.bb文件中对u-boot获取的地址及版本号对应的变量UBOOT_SRC、SRCBRANCH重新赋值，因此，u-boot-common.inc文件中的内容，保持原样即可。
同样的在u-boot-bird_2020.04.bb文件中，同样通过require recipes-bsp/u-boot/u-boot.inc引用了u-boot.inc文件，该文件实际上对应的是/sources/poky/meta/recipes-bsp/u-boot路径下的u-boot.inc文件，在u-boot.inc文件中定义了些与u-boot编译相关的变量值，我们不需要修改，保持原样即可。
如下之前编译过了，直接用source。
2.4 编译U-Boot
通过修改U-Boot recipe，将OpenEmbedded构建系统使用的U-Boot源码指向了本地U-Boot存放地址，因此编译过程中将编译本地存
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